模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断,并用先进先出调度算法(FIFO)处理缺页中断

1、课程名称操作系统原理实验名称虚拟页式管理姓 名 学号 专业班级 网络实验日期 成绩 指导教师 赵安科（实验目的实验原理主要仪器设备实验内容与步骤实验数据记录与处理实验结果与分析问题建议）实验二 模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断，并用先进先出调度算法（FIFO）处理缺页中断1 .内容：模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断处理2 .思想：装入新页置换旧页时，若旧页在执行中没有被修改过，则不必将该页重写磁盘。因此，页表中增加是否修改过的标志，执行“存”指令和“写”指令时将对应的修改标志置成“1表示修改过，否则为"0"表示未修改过。页表格式如下：页号标志页架

2、号修改标志在磁盘上位置3 .要求及方法：设计一个地址转换程序来模拟硬件的地址转换和缺页中断。当访问的页在主存时则 形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，可以输出转换后的绝对地址来表示一条指令已执行 完成。当访问的页不在主存中时，则输出“*页号”来表示硬件产生了一次缺页中断。模拟地址转换流程见图1。编制一个FIFO页面调度程序；FIFO页面调度算法总是先调出作业中最先进入主存 中的哪一页。因此可以用一个数组来表示（或构成）页号队列。数组中每个元素是该作业已在主存中的页面号，假定分配给作业的页架数为m且该作业开始的 m页已装入主存，则数组可由m个元素构成。P0 , P1 , P2，,Pm-1K的初值

3、为“0”，当产生缺页它们的初值为 P0 : =0, P1 : =1, P2 : =2,，Pm-1 ： =m-1用一指针K指示当要调入新页时应调出的页在数组中的位置,中断后，操作系统总是选择PK所指出的页面调出，然后执行:PK:二要装入的新页页号K: =(k+1)mod m在实验中不必实际地启动磁盘执行调出一页和装入一页的工作，而用输出“ OUT调出的页号”和“IN要装入的新页页号” 来模拟一次调出和装入过程，模拟程序的流程图见附图1。按流程控制过程如下：1提不：输入指令的页号和页内偏移和是否存指令，若d为-1则结束，否则进©非存指令入流程控制过程，得 P1和d,查表在主存时，绝对地址

4、 =hxi024+d 假定主存中页架大小为 1024个字节，现有一个共 7页的作业，其副本已在磁盘上。系统为该作业分配了 4个页架，且该作业的第0页至第3页已装入内存，其余3页未装入主 存，该作业的页表如下：页号标志页架号修改标志在磁盘上位置0150011118001221900133110021400022500023600121如果该作业依次执行的指令序列如下表所示:操作页号页内地址操作页号页内地址+0070移位4053+1050+5023X2015存1037存3021取2078取0056+4001一6040存6084依次执行上述指令调试你所设计的程序(仅模拟指令的执行，不考虑序列中具体操

5、作 的执行)。 为进一步考察程序的执行，可自行确定若干组指令，运行程序，核对执行结果。4 .书写实验报告：实验题目; 程序中所用的数据结构及说明； 源程序并附上必要的说明； 按照指令的执行序列，打印输出结果：绝对地址或调出、调入的页号。开始图1 模拟算法流程代码：#include<iostream>#include<iomanip>#include<list>using namespace std;char useSign125='+','-','*',"存"," 取",

6、'-'," 移位",'+'," 存","取",'+'," 存"int PageAddress12=70,50,15,21,56,40,53,23,37,78,01,84;int PageNum12=0,1,2,3,0,6,4,5,1,2,4,6;int S_Station;int pPageNum7; 页号 pPageint pSign7;int pStool7;页架号int pModify7;/ 修改标志int pStation7;/磁盘位置static int z

7、=0;void Store()for(int i=0;i<7;i+) if(i<4) pSigni=1; elsepSigni=0;pPageNumi=i;pModifyi=0;int p1=1,p2=2,p3=3;for(i=0;i<7;i+)if(i<3)pStationi=p1;p1+; else if(i<6) pStationi=p2; p2+; elsepStationi=p3;pStool0=5;pStool1=8;pStool2=9;pStool3=1;void CShow()cout<<"操作"cout<&l

8、t;"页号"cout<<"页内地址"cout<<"标志"cout<<"绝对地址"cout<<"修改页号"cout<<"页架号"cout<<"绝对地址"cout<<endl;void Find()int m_Pagenum;int m_Station;int Y_Station;/绝对地址int m_Stool;cout<<"输入页号及页内地址查询操作：

9、"cin>>m_Pagenum>>m_Station;CShow();int i,j=0;/string m_Modify;for(i=0;i<12;i+)if(PageAddressi=m_Station)break;Y_Station=pStoolm_Pagenum*1024+m_Station;if(pSignm_Pagenum=1)if(strcpy(useSigni," 存")!=0)pModifym_Pagenum=1; ) ) cout<<useSigni<<" " cout&

10、lt;<m_Pagenum<<" " cout<<m_Station<<" " cout<<pSignm_Pagenum<<" " if(Y_Station!=m_Station) cout<<Y_Station<<" " cout<<" " cout<<pStoolm_Pagenum<<" " cout<<Y_Station<<

11、;endl; ) else cout<<"*"<<m_Pagenum<<" " for(j=z;j<7;j+) if(pSignj=1) z+; break; ) ) cout<<m_Pagenum<<"->"<<j<<""pStoolm_Pagenum=pStoolj;pSignj=0;pStoolj=0;cout<<pStoolm_Pagenum<<" "cout<&

12、lt;pStoolm_Pagenum*1024+m_Station<<endl;) ) int main(void) Store();char judge='Y' while(judge='Y') Find();cout<<"是否继续输入？Y = 是N=否"<<endl;cin>>judge;return 0;5 .实验分析与总结在实验过程中，遇到了一些问题但是在调试的过程中，会出现很多错误，有的自己可以解决，也有一些在老师的帮助下，解决了问题。不能说本次试验很完美，但是我从中得到了不少的收获，

13、 掌握了请求页式管理中硬件的地址转换和缺页中断的原理，同时理解了先进先出的调度算法。以后定会再接再厉了，多学些理论知识来指导实践。'F:C 1- +AAAAAAAAAAAAAAAAAAAhhhiPfrbughhh.eye*箱A页号及页内晅址查画哀性 臊作页号页丙才阻上0 Tfi标志,否娃续者2 u 跖八 皆 营杏鞋绛输人?1标志70：V-是4否SBv -是H-否麟页号解内写颗隹y1否继蹄人？ 丫 是M 否R*标志内地打杳沟舞作，4 S3 页内邮 标志539? Y工是 祚否鞋页号鹊内嘴需鼾:簿酝4FH旧否建续输入？ 丫 -是 H.否除页号解内嘤邮,B5t：一否理瞳输入？ * 是N 否胞对

14、地lit5150绝又拙啦S242鲍对地址9231抱对地址IfKb傩址517G绝至烟址 *£绝对地址修改页号修或页号修改页母修改页号修效页号修双页号 G-MJ修改页号 1->1页架号 5灯架号 e页架号 ?页架号 1页架号页架号页架号s葩对地址 51VU整对地址B242葩对地址9231抱对地址1IH5她对地址 5176绝前地址Sl&fl地对地址U4S'F:C+ +AAAAAAAAAAAAAAAAAAAhhhDebug|i hh.ejte'卜 610岸舌啦续输入? * 是、页号及页内地址查E 页号 页丙 523B 33标志-是nTH-S作：1 37 标志铲号瓶嘟沙耀 g?Sg否堆陵睛人？ ¥ =是 H语铲号督